CN107339424A - 一种驻车装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种驻车装置，包括驱动轴、驱动板、换挡板、卡爪、棘轮、锁止弹簧以及解锁弹簧，换挡板包括依次连接的锁止圆弧部位、啮合斜线部位、解锁圆弧部位以及解锁阻力弧线部位，卡爪包括与棘轮上的齿部相啮合的卡爪啮合齿以及卡爪接触圆弧。应用本发明的驻车装置，效果是：整体结构精简，便于制作和工业化应用；通过驱动板、换挡板、卡爪、棘轮、锁止弹簧以及解锁弹簧实现锁止操作和解锁操作，方便使用。本发明还公开一种上述驻车装置的控制方法，效果是：解锁步骤和锁止步骤控制过程均精简，在结构精简的基础上，能解决坡道驻车解锁力变大以及车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮的问题。

Description

一种驻车装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，特别地，涉及一种驻车装置及其控制方法。

背景技术

目前，电动汽车的驻车装置，普遍只配置了手刹或者电子手刹。手刹系统是通过拉紧拉索来抱死后轮，起到制动防溜车的功能。这种驻车方式应用最普遍，但是经常会出现拉索松动甚至断裂的情况，如此车辆在坡道驻车过程中，手刹系统失效，由于电动汽车的驱动电机不具备被动制动的功能，因此存在很大的安全隐患。为了解决该安全隐患，变速箱的P档系统提供了解决方案。

变速箱的P档系统，通常由棘轮、卡爪、驱动系统、传动机构、锁止弹簧、回位弹簧等部件组成，详情是：(1)棘轮：它可能安装在变速箱的任意传动轴上。棘轮上面有驻车啮合齿轮，只要啮合齿轮啮合，就能使棘轮停止旋转，从而制动传动轴，使汽车驱动轮无法旋转，达到驻车的目的(2)卡爪：卡爪上面也带有与棘轮啮合齿匹配的啮合齿。它通常通过一圆柱销安装在壳体上面，它能绕圆柱销旋转。卡爪旋转到一定角度后，卡爪啮合齿与棘轮啮合，锁止棘轮；(3)驱动系统：它是驱动卡爪旋转的动力，可以是换挡手柄连接的拉索，也可以是电动或者液动执行机构；(4)传动机构：它是将驱动系统的旋转运动、或者直线运动，传递到卡爪并转换成卡爪旋转运动的机构，它还具有减速增扭的功能。传动机构通常具有位置自锁功能；(5)锁止弹簧：它具有保持锁止力的功能，当驾驶员启动驻车，传动机构将锁止弹簧压缩，压缩到设定的行程后，驱动系统就会停止驱动。如果驾驶员下电并离开车辆，因为传动系统的自锁功能，该弹簧始终会处于压缩状态，为卡爪持续提供锁止的力；(6)回位弹簧：始终为卡爪提供一个脱开的力，只要锁止弹簧压力不够，就会脱开啮合齿。

目前市场上面变速箱的P档装置具有以下缺陷：

1、坡道驻车时，坡度越大、溜坡力越大，棘轮制动扭矩越大，传动机构等部件承受的压力越大，运动阻力越大，P档解锁力需求越大，P档越难以脱出。因此在大坡重载工况驻车时，存在脱不出或者损伤系统零部件的风险。

2、在车辆行驶时，如果出现机械故障或者驱动系统电路短路，或者驾驶员误操作挂P档，可能驱使卡爪与棘轮啮合，锁止传动轴，导致车轮抱死。

综上所述，急需一种具有结构精简、能解决坡道驻车解锁力变大以及车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮等特点的P档装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种结构精简、能解决坡道驻车解锁力变大以及车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮的驻车装置，具体技术方案如下：

一种驻车装置，包括驱动轴、驱动板、换挡板、卡爪、棘轮、锁止弹簧以及解锁弹簧；

所述驱动板与所述驱动轴刚性连接，且两者同步同心旋转；

所述换挡板与所述驱动板之间采用同回转中心的柔性连接，且两者之间设有提供锁止力的所述锁止弹簧；所述换挡板包括依次连接的锁止圆弧部位、啮合斜线部位、解锁圆弧部位以及解锁阻力弧线部位，所述锁止圆弧部位和所述换挡板的回转中心为不同心设置，且所述锁止圆弧部位用于P档处于锁止状态时顶住所述卡爪防止卡爪脱出；所述啮合斜线部位用于在换挡板受到外力作用下产生一个推力使得卡爪向啮合方向移动；所述解锁圆弧部位的圆心与所述换挡板的回转中心同心设置，且所述解锁圆弧部位用于给卡爪让开空间使得卡爪能够顺利与棘轮脱开；

所述卡爪通过卡爪轴活动设置，所述卡爪的回转中心轴线和所述换挡板的回转中心轴线相互平行，所述卡爪上配备有提供解锁扭矩的所述解锁弹簧；所述卡爪包括与棘轮上的齿部相啮合的卡爪啮合齿以及卡爪接触圆弧，所述解锁弹簧用于将卡爪接触圆弧与换挡板上的锁止圆弧部位、啮合斜线部位或解锁圆弧部位相接触。

以上技术方案中优选的，所述驱动轴与电动执行机构的输出接口刚性连接，电动执行机构中的电机旋转就能驱动驱动轴同步旋转，并且通过电动执行机构的旋转角度能探测到驱动轴的旋转角度；

所述驱动板的中间开一个与所述驱动轴相匹配的孔，所述驱动板通过所述孔套设在所述驱动轴上，所述驱动轴上的孔和所述驱动轴的横截面外轮廓均为四边形或三角形(还可以采用其他相匹配的形状)。

以上技术方案中优选的，所述卡爪通过卡爪轴活动设置机车壳体上；所述卡爪为7字形结构，所述卡爪啮合齿和所述卡爪接触圆弧均设置在其长边，其短边为所述解锁弹簧的勾臂；

所述棘轮设置在变速箱的传动轴上；所述棘轮上相间设有多个啮合齿和多个齿槽，所述齿槽的宽度为所述卡爪上的卡爪啮合齿的宽度的1.02-1.2倍。

以上技术方案中优选的，所述棘轮上的啮合齿和所述卡爪上的卡爪啮合齿相啮合的深度和角度均可调；

所述锁止圆弧部位的圆心位置可调。

以上技术方案中优选的，所述锁止弹簧的一端连接所述驱动板，其另一端连接所述换挡板，所述驱动板朝向锁止方向旋转时通过所述锁止弹簧带动换挡板朝向锁止方向旋转；

所述解锁弹簧的一端连接壳体，另一端连接卡爪。

以上技术方案中优选的，所述锁止弹簧和所述解锁弹簧均采用扭簧或圆柱弹簧。

以上技术方案中优选的，带动所述驱动板进行旋转的动力源为电动动力源、气动动力源、液动动力源或手动动力源。

以上技术方案中优选的，所述驱动板包括防锁部位以及解锁助力部位，所述防锁部位用于P档处于解锁状态时挡住卡爪防止卡爪向锁止方向移动，所述解锁阻力部位用于推动换挡板朝向解锁方向进行旋转实现解锁。

应用本发明的驻车装置，效果是：

1、本发明的驻车装置包括驱动轴、驱动板、换挡板、卡爪、棘轮、锁止弹簧以及解锁弹簧，换挡板包括依次连接的锁止圆弧部位、啮合斜线部位、解锁圆弧部位以及解锁阻力弧线部位，卡爪包括与棘轮上的齿部相啮合的卡爪啮合齿以及卡爪接触圆弧。整体结构精简，便于制作和工业化应用；通过驱动板、换挡板、卡爪、棘轮、锁止弹簧以及解锁弹簧实现锁止操作和解锁操作，方便使用。

2、本发明中驻车装置能解决坡道驻车解锁力变大的问题，具体是：a、通过调整卡爪啮合齿与棘轮上啮合齿的啮合角度，可以调整卡爪的解锁助力力臂，从而改变卡爪接触圆弧压力，卡爪解锁助力力臂越大，卡爪越容易脱出，利于解锁；但是在溜坡力一定的情况下，会导致卡爪接触圆弧压力的变大，卡爪接触圆弧压力太大，会使得换挡板和卡爪受力变大，影响使用寿命，甚至引起零件损坏；坡道驻车时，卡爪接触圆弧压力和换挡板解除压力互为反作用力，数值相等方向相反，保证解锁顺畅的同时，保证零部件强度；b、通过调整棘轮上的啮合齿和所述卡爪上的卡爪啮合齿相啮合的深度或者锁止圆弧的半径和锁止圆弧圆心的位置，可以得到不同的锁止圆弧曲线，从而得到不同的解锁助力力臂，因为坡道驻车时，存在换挡板解除压力，因此会产生解锁助力力矩，调整解锁助力力臂即可调整解锁力矩。

3、本发明的驻车装置能解决车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮，具体是：棘轮的齿槽宽比卡爪的啮合齿要更宽一些，预留足够的间隙，保证棘轮在一定速度以下旋转时，卡爪的啮合齿能有机会卡入；该间隙太小，会导致允许啮合的转速过低，即P档正常工作的车速过低；该间隙太大，会导致允许啮合的转速过高，即在车速较高的情况下能锁止，高速锁止存在以下安全风险：一方面的棘轮和卡爪所承受的冲击更大，影响零部件寿命；另一方面是传动轴锁死会导致驱动轮抱死，驱动轮失去转向能力，因此，采用本发明的结构能确保解决车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮。

4、本发明驻车装置中驱动轴与电动执行机构的输出接口刚性连接，电动执行机构中的电机旋转就能驱动驱动轴同步旋转，并且通过电动执行机构的旋转角度能精准探测到驱动轴的旋转角度。

5、本发明中卡爪通过卡爪轴活动设置机车壳体上；所述卡爪为7字形结构，所述卡爪啮合齿和所述卡爪接触圆弧均设置在其长边，其短边为所述解锁弹簧的勾臂，结构精简，便于实现相应功能。棘轮设置在变速箱的传动轴上；所述棘轮上相间设有多个啮合齿和多个齿槽，可以设计成等齿槽宽的均匀分布，也可以设计成不等齿槽宽，满足不同的需求。

6、本发明中锁止弹簧和所述解锁弹簧均采用扭簧或圆柱弹簧，还可以采用其他具体弹性且能实现锁止弹簧和解锁弹簧相应功能的部件。带动所述驱动板进行旋转的动力源为电动动力源、气动动力源、液动动力源或手动动力源，实用性强。

7、本发明中驱动板包括防锁部位以及解锁助力部位，所述防锁部位用于P档处于解锁状态时挡住卡爪防止卡爪向锁止方向移动，所述解锁阻力部位用于推动换挡板朝向解锁方向进行旋转实现解锁。防锁边和解锁阻力部位的设计，能确保很好地实现解锁。

本发明还公开了一种上述驻车装置的控制方法，具体包括以下步骤：

锁止步骤，具体是：驱动轴带动驱动板朝向锁止方向转动；驱动板带动锁止弹簧进行压缩；锁止弹簧对换挡板产生一个锁止扭矩，驱动换挡板朝向锁止方向旋转；卡爪上的卡爪接触圆弧与换挡板上的锁止圆弧部位相接触；卡爪朝向锁止方向运动在，直到卡爪上的卡爪啮合齿和棘轮上的啮合齿相啮合；完成锁止步骤；

解锁步骤，具体是：驱动轴带动驱动板朝向解锁方向转动；锁止弹簧逐渐恢复，锁止弹簧对换挡板产生的锁止扭矩消除；解锁弹簧自带的解锁扭矩使得卡爪朝向解锁方向旋转，卡爪上的卡爪接触圆弧依次先后与换挡板上的锁止圆弧部位、啮合斜线部位以及解锁圆弧部位相接触；卡爪上的卡爪啮合齿和棘轮上的啮合齿脱开；完成解锁。

以上技术方案中优选的，解锁过程中：驱动板中的解锁助力部位与换挡板中的解锁阻力弧线部位相接触，辅助换挡板朝向解锁方向旋转；驱动板上的防锁部位能挡住卡爪，使卡爪无法往锁止方向移动；

通过调整卡爪啮合齿与棘轮上啮合齿的啮合角度，调整卡爪的解锁助力力臂，从而对卡爪接触圆弧的压力进行调整；

通过调整锁止圆弧部位的半径和锁止圆弧部位的圆心所在位置或者通过调整卡爪啮合齿与棘轮上啮合齿的啮合深度，得到不同的锁止圆弧曲线，继而得到不同的解锁助力力臂，从而对换挡板的解锁力矩进行调整。

应用本发明的驻车装置的控制方法，解锁步骤和锁止步骤控制过程均精简，在结构精简的基础上，能解决坡道驻车解锁力变大以及车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮的问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例1中驻车装置锁止状态下的结构示意图；

图2是实施例1中驻车装置解锁状态下的结构示意图；

图3是实施例1的设计原理示意图；

图4是图3中解锁圆弧部位处于不同位置状态的示意图；

图5是锁止圆弧与回转中心同心时车辆在不同坡道上面驻车解锁时，P档位置、P挡电机电流的曲线对比；

图6是实施例1的驻车装置在不同坡道上面驻车解锁时，P档位置、P挡电机电流的曲线对比；

1、驱动轴，2、驱动板，2.1、防锁部位，2.2、解锁助力部位，3、换挡板，3.1、锁止圆弧部位，3.2、啮合斜线部位，3.3、解锁圆弧部位，3.4、解锁阻力弧线部位，4、卡爪，4.1、卡爪啮合齿，4.2、卡爪接触圆弧，5、棘轮，5.1、啮合齿，5.2、齿槽，6、锁止弹簧，7、解锁弹簧，8、卡爪轴；

A1、换挡板的回转中心，A2、锁止圆弧部位的圆心，A3、锁止弹力的支点，A4、卡爪的回转中心；

F1、卡爪接触圆弧部位的压力，F2、换挡板解除压力，F3、锁止力(外力)；

D1、卡爪解锁助力力臂，D2、换挡板解锁助力力臂。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种驻车装置，结构详见图1、图2、图3和图4，具体包括驱动轴1、驱动板2、换挡板3、卡爪4、棘轮5、锁止弹簧6以及解锁弹簧7，详情如下：

所述驱动轴1与电动执行机构的输出接口刚性连接，电动执行机构中的电机旋转就能驱动驱动轴同步旋转，并且通过电动执行机构的旋转角度能探测到驱动轴的旋转角度。电动执行机构的结构多种多样，可包括换挡电机、丝杆轴、驱动齿轮、输出接口和手动解锁接口，该执行机构具有驱动齿轮旋转角度探测的功能，有两种方案可以实现，一种是在驱动齿轮3上面安装一个角度传感器，另一种是换挡电机选用带角度探测功能的型号。该执行机构具有位置自锁功能(即撤消动力源后，执行器能够靠自身机械特性保持当前位置)，只有换挡电机旋转时才能驱动齿轮旋转，驱动齿轮旋转无法带动电机旋转。

所述驱动板2与所述驱动轴1刚性连接，且两者同步同心旋转；两者的匹配方式是：所述驱动板2的中间开一个与所述驱动轴1相匹配的孔，所述驱动板2通过所述孔套设在所述驱动轴1上，所述驱动轴上的孔和所述驱动轴的横截面外轮廓均为四边形(还可以采用三角形、偏位等其他结构)。所述驱动板2包括防锁部位2.1以及解锁助力部位2.2，所述防锁部位2.1用于P档处于解锁状态时挡住卡爪防止卡爪向锁止方向移动，所述解锁阻力部位2.2用于推动换挡板朝向解锁方向进行旋转实现解锁。带动所述驱动板2进行旋转的动力源为电动动力源、气动动力源、液动动力源或手动动力源，其功能是压缩锁止弹簧并产生锁止力F4。

所述换挡板3与所述驱动板2之间采用同回转中心的柔性连接，且两者之间设有提供锁止力F3的所述锁止弹簧6，本实施例中的锁止弹簧6采用扭簧，也可以使用圆柱弹簧(卡在两者的弹簧支点上，锁止弹力的支点标注为A3)；所述锁止弹簧6的一端连接所述驱动板2，其另一端连接所述换挡板3，所述驱动板2朝向锁止方向旋转时通过所述锁止弹簧6带动换挡板3朝向锁止方向旋转。所述换挡板3包括依次连接的锁止圆弧部位3.1、啮合斜线部位3.2、解锁圆弧部位3.3以及解锁阻力弧线部位3.4，所述锁止圆弧部位3.1和所述换挡板3的回转中心为不同心设置(换挡板的回转中心为A1，锁止圆弧部位的圆心为A2)，且所述锁止圆弧部位3.1用于P档处于锁止状态时顶住所述卡爪4防止卡爪脱出；所述啮合斜线部位3.2用于在换挡板受到外力作用下产生一个推力使得卡爪向啮合方向移动；所述解锁圆弧部位3.3的圆心与所述换挡板3的回转中心同心设置，且所述解锁圆弧部位3.3用于给卡爪让开空间使得卡爪能够顺利与棘轮脱开。

所述卡爪4通过卡爪轴8活动设置在车辆的壳体上，所述卡爪4的回转中心轴线和所述换挡板3的回转中心轴线相互平行(卡爪的回转中心标注为A4)，所述卡爪4上配备有提供解锁扭矩的所述解锁弹簧7，卡爪4成功与棘轮5的啮合齿锁止后，卡爪4所承受的大部分冲击力和溜坡力，都会传递到卡爪轴8，并由卡爪轴8传递给壳体；所述卡爪4为7字形结构，其长边设有卡爪啮合齿4.1和所述卡爪接触圆弧4.2；所述解锁弹簧7与卡爪的短边连接(具体是：其短边为所述解锁弹簧的勾臂)，用于将卡爪接触圆弧与换挡板上的锁止圆弧部位3.1、啮合斜线部位3.2或解锁圆弧部位3.3相接触。解锁弹簧7一端安装在壳体上，一端勾住卡爪4的短边上，始终为卡爪4提供解锁扭矩。在解锁状态时，可以防止卡爪2意外锁止。本实施例中的解锁弹簧采用扭簧，也可以采用圆柱弹簧(具体固定方式是：一端固定在壳体上，一端拉住卡爪4的短边上，设定一定的预警力即可)。

上述解锁弹簧7与锁止弹簧6的刚度比配以及预警力的设计，一定要考虑到卡爪4的力学平衡，驱动板2旋转到锁止位置时，锁止弹簧6压缩量，能够确保就算在卡爪4顶齿状态，锁止扭矩也要大于卡爪的解锁扭矩，这样才能顺利锁止；当驱动板2旋转到解锁位置时，锁止弹簧6产生的锁止扭矩，要小于解锁弹簧7产生的解锁扭矩，这样才能顺利解锁。

所述棘轮5设置在变速箱的传动轴上，可以安装在输入轴、输出轴、差速器轴上面，均能实现驻车的功能；所述棘轮5上相间设有多个啮合齿5.1和多个齿槽5.2，所述齿槽的宽度为所述卡爪4上的卡爪啮合齿4.1的宽度的1.02-1.5倍，预留足够的间隙，保证棘轮5在一定速度以下旋转时，卡爪4的啮合齿能有机会卡入，具体是：若该间隙太小，会导致允许啮合的转速过低，即P档正常工作的车速过低；若该间隙太大，会导致允许啮合的转速过高，即在车速较高的情况下能锁止，高速锁止存在以下安全风险：一方面的棘轮5和卡爪4所承受的冲击更大，影响零部件寿命；另一方面是传动轴锁死会导致驱动轮抱死，驱动轮失去转向能力。

驱动板2逆时针为锁止方向，逆时针运转时，会压缩锁止弹簧6产生更大的锁止力，驱使换挡板3往锁止方向旋转。换挡板3逆时针旋转，当其上的啮合斜线部位3.2开始与卡爪4上的卡爪接触圆弧4.2相接触时，会驱使卡爪4与棘轮5啮合。如果此时卡爪4与棘轮5顶齿，则卡爪4无法顺利与棘轮5啮合，卡爪4无法旋转，换挡板3也无法旋转。但是驱动板2与换挡板3之间为柔性连接，因此驱动板2可以继续旋转，锁止弹簧6会进一步压缩，直到驱动板2与换挡板3的弹簧支点相互顶住，或者驱动板2达到极限位置，此时，只要棘轮5出现旋转(比如溜车)，因为锁止弹簧6始终处于压缩状态，持续给换挡板3提供锁止力，只要卡爪4与棘轮5一对准，卡爪4的卡爪啮合齿4.1就会立刻插入棘轮5的齿槽5.2中与其啮合齿5.1进行啮合。采用这样的结构，驾驶员停车下电后，电动执行机构会停止供电，执行机构无法再旋转，但是只要执行机构旋转到位，将锁止弹簧6压缩到足够的行程，车辆就是安全的。只要车辆溜车，卡爪就会与棘轮啮合制动车辆。

驱动板2顺时针旋转，则驱动换挡板3顺时针旋转，即解除锁止。驱动板2上设计有解锁助力部位2.2(此处采用解锁助力销)，其功能是推动换挡板3顺时针旋转解锁。驱动板2上还设计有防锁部位2.1，当P档系统处于解锁状态时，防锁边2.1会挡住卡爪4，使其无法往锁止方向移动。在解锁弹簧7失效或者在车辆行驶颠簸路面剧烈震动时，采用此结构可以防止卡爪4因震动意外旋转，导致车辆意外制动。

应用本实施例的驻车装置进行控制的方法，包括锁止步骤和解锁步骤，具体是：

锁止步骤，具体是：驱动轴带动驱动板朝向锁止方向转动；驱动板带动锁止弹簧进行压缩；锁止弹簧对换挡板产生一个锁止扭矩，驱动换挡板朝向锁止方向旋转；卡爪上的卡爪接触圆弧与换挡板上的锁止圆弧部位相接触；卡爪朝向锁止方向运动在，直到卡爪上的卡爪啮合齿和棘轮上的啮合齿相啮合；完成锁止步骤。

解锁步骤，具体是：驱动轴带动驱动板朝向解锁方向转动；锁止弹簧逐渐恢复，锁止弹簧对换挡板产生的锁止扭矩消除；解锁弹簧自带的解锁扭矩使得卡爪朝向解锁方向旋转，卡爪上的卡爪接触圆弧依次先后与换挡板上的锁止圆弧部位、啮合斜线部位以及解锁圆弧部位相接触；卡爪上的卡爪啮合齿和棘轮上的啮合齿脱开；完成解锁。

上述控制过程中，有以下几项可根据实际情况进行调整：

1、可调整卡爪啮合齿4.1与棘轮上的啮合齿5.1的啮合角度，具体是：通过调整两者的角度，可以调整附图3中的卡爪解锁助力力臂D1，从而改变卡爪接触圆弧压力F1。卡爪解锁助力力臂D1越大，卡爪越容易脱出，利于解锁；但是在溜坡力一定的情况下，会导致卡爪接触圆弧压力F1的变大。F1太大，会使得换挡板3和卡爪4受力变大，影响使用寿命，甚至引起零件损坏，因此需要根据P档驻车系统的实际情况进行设计调整，保证解锁顺畅的同时，保证零部件强度；坡道驻车时，卡爪接触圆弧压力F1和换挡板解除压力F2互为反作用力，数值相等方向相反。

2、可调整锁止圆弧部位3.1的半径和锁止圆弧部位的圆心A2的位置，可以得到不同的锁止圆弧曲线，从而得到不同的解锁助力力臂D2。因为坡道驻车时，存在换挡板解除压力F2，因此会产生解锁助力力矩T3＝F2×D2。调整D2即可调整解锁力矩T3。D2的设计也存在一个合理范围，如果太大，会导致解锁力矩太大，如果超过锁止弹簧的锁止力矩和摩擦阻力，换挡板的自锁功能就会失效导致锁止失败。因此，D2在设计时需要控制，只要能够抵消因F2的增加而增加的摩擦阻力即可，这里的摩擦阻力是指各回转中心和摩擦面的摩擦阻力。

3、通过调整卡爪4上卡爪啮合齿4.1和棘轮5上啮合齿5.1的啮合深度，来调整锁止圆弧部位部位3.1的位置，原理同上。

采用现有技术和本实施例的技术方案进行比较，详见图5和图6，具体是：

图5为不采用本发明所述的锁止圆弧设计方案，即锁止圆弧与回转中心同心时，车辆在不同坡道上面驻车解锁时，P档位置、P挡电机电流的曲线对比。通过曲线对比可以看出，坡道越大，P档位置曲线变化越慢，说明解锁需要的时间更长；P档电机电流曲线对比也可以看出，坡道越大，P档电机电流值越大，说明解锁的功率消耗和能量越大，也说明了机械系统的运转阻力越大。

图6为采用本发明实例1做的样机的试验结果，同样对比P档位置、P挡电机电流的曲线，可以看出，不论在30％的坡道，还是平路，不论是上坡还是下坡，从P档位置曲线可以看出解锁动作快速、P挡电机电流的曲线可以看出解锁电流很小，而且重合度都比较好，说明系统在不同坡道上面，P档的解锁时间比较短，解锁能耗都比较小，解锁性能得到了大大改善，有利于延迟系统的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驻车装置，其特征在于：包括驱动轴(1)、驱动板(2)、换挡板(3)、卡爪(4)、棘轮(5)、锁止弹簧(6)以及解锁弹簧(7)；

所述驱动板(2)与所述驱动轴(1)刚性连接，且两者同步同心旋转；

所述换挡板(3)与所述驱动板(2)之间采用同回转中心的柔性连接，且两者之间设有提供锁止力的所述锁止弹簧(6)；所述换挡板(3)包括依次连接的锁止圆弧部位(3.1)、啮合斜线部位(3.2)、解锁圆弧部位(3.3)以及解锁阻力弧线部位(3.4)，所述锁止圆弧部位(3.1)和所述换挡板(3)的回转中心为不同心设置，且所述锁止圆弧部位(3.1)用于P档处于锁止状态时顶住所述卡爪(4)防止卡爪脱出；所述啮合斜线部位(3.2)用于在换挡板受到外力作用下产生一个推力使得卡爪向啮合方向移动；所述解锁圆弧部位(3.3)的圆心与所述换挡板(3)的回转中心同心设置，且所述解锁圆弧部位(3.3)用于给卡爪让开空间使得卡爪能够顺利与棘轮脱开；

所述卡爪(4)通过卡爪轴(8)活动设置，所述卡爪(4)的回转中心轴线和所述换挡板(3)的回转中心轴线相互平行，所述卡爪(4)上配备有提供解锁扭矩的所述解锁弹簧(7)；所述卡爪(4)包括与棘轮(5)上的齿部相啮合的卡爪啮合齿(4.1)以及卡爪接触圆弧(4.2)，所述解锁弹簧(7)用于将卡爪接触圆弧与换挡板上的锁止圆弧部位(3.1)、啮合斜线部位(3.2)或解锁圆弧部位(3.3)相接触。

2.根据权利要求1所述的驻车装置，其特征在于：所述驱动轴(1)与电动执行机构的输出接口刚性连接，电动执行机构中的电机旋转就能驱动驱动轴同步旋转，并且通过电动执行机构的旋转角度能探测到驱动轴的旋转角度；

所述驱动板(2)的中间开一个与所述驱动轴(1)相匹配的孔，所述驱动板(2)通过所述孔套设在所述驱动轴(1)上，所述驱动轴上的孔和所述驱动轴的横截面外轮廓均为四边形或三角形。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的驻车装置，其特征在于：所述卡爪(4)通过卡爪轴(8)活动设置机车壳体上；所述卡爪(4)为7字形结构，所述卡爪啮合齿(4.1)和所述卡爪接触圆弧(4.2)均设置在其长边，其短边为解锁弹簧(7)的勾臂；

所述棘轮(5)设置在变速箱的传动轴上；所述棘轮(5)上相间设有多个啮合齿(5.1)和多个齿槽(5.2)，所述齿槽的宽度为所述卡爪(4)上的卡爪啮合齿(4.1)的宽度的1.02-1.5倍。

4.根据权利要求3所述的驻车装置，其特征在于：所述棘轮(5)上的啮合齿(5.1)和所述卡爪(4)上的卡爪啮合齿(4.1)相啮合的深度和角度均可调；

所述锁止圆弧部位(3.1)的圆心位置可调。

5.根据权利要求3所述的驻车装置，其特征在于：所述锁止弹簧(6)的一端连接所述驱动板(2)，其另一端连接所述换挡板(3)，所述驱动板(2)朝向锁止方向旋转时通过所述锁止弹簧(6)带动换挡板(3)朝向锁止方向旋转；

所述解锁弹簧(7)的一端连接壳体，另一端连接卡爪(2)。

6.根据权利要求3所述的驻车装置，其特征在于：所述锁止弹簧(6)和所述解锁弹簧(7)均采用扭簧或圆柱弹簧。

7.根据权利要求3所述的驻车装置，其特征在于：带动所述驱动板(2)进行旋转的动力源为电动动力源、气动动力源、液动动力源或手动动力源。

8.根据权利要求3所述的驻车装置，其特征在于：所述驱动板(2)包括防锁部位(2.1)以及解锁助力部位(2.2)，所述防锁部位(2.1)用于P档处于解锁状态时挡住卡爪防止卡爪向锁止方向移动，所述解锁阻力部位(2.2)用于推动换挡板朝向解锁方向进行旋转实现解锁。

9.一种如权利要求8所述的驻车装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

锁止步骤，具体是：驱动轴带动驱动板朝向锁止方向转动；驱动板带动锁止弹簧进行压缩；锁止弹簧对换挡板产生一个锁止扭矩，驱动换挡板朝向锁止方向旋转；卡爪上的卡爪接触圆弧与换挡板上的锁止圆弧部位相接触；卡爪朝向锁止方向运动，直到卡爪上的卡爪啮合齿和棘轮上的啮合齿相啮合；完成锁止步骤；

解锁步骤，具体是：驱动轴带动驱动板朝向解锁方向转动；锁止弹簧逐渐恢复，锁止弹簧对换挡板所产生的锁止扭矩消除；解锁弹簧自带的解锁扭矩使得卡爪朝向解锁方向旋转，卡爪上的卡爪接触圆弧依次先后与换挡板上的锁止圆弧部位、啮合斜线部位以及解锁圆弧部位相接触；卡爪上的卡爪啮合齿和棘轮上的啮合齿脱开；完成解锁。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：

解锁过程中：驱动板中的解锁助力部位与换挡板中的解锁阻力弧线部位相接触，辅助换挡板朝向解锁方向旋转；驱动板上的防锁部位能挡住卡爪，使卡爪无法往锁止方向移动；

通过调整卡爪啮合齿与棘轮上啮合齿的啮合角度，调整卡爪的解锁助力力臂，从而对卡爪接触圆弧的压力进行调整；

通过调整锁止圆弧部位的半径和锁止圆弧部位的圆心所在位置或者通过调整卡爪啮合齿与棘轮上啮合齿的啮合深度，得到不同的锁止圆弧曲线，继而得到不同的解锁助力力臂，从而对换挡板的解锁力矩进行调整。